以次亚磷酸钠为还原剂的木材化学镀铜工艺研究

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1、摘要本研究以次亚磷酸钠代替甲醛为还原剂，以常温铜盐为活化液的活化工艺代替传统的贵金属钯盐活化工艺，砂复配的具有催化活性作用的Cu“和Ni“作催化剂，进行木材化学镀铜。经过了大量的实验研究，得出一种适合木材化学镀铜的比较理想的常温铜盐活化和次亚磷酸钠代替甲醛为还原剂的工艺。这对于木材化学镀铜领域以及对于开发电磁波屏蔽、抗静电和表面装饰等新型功能性木质复合材料具有十分重要的意义。本文主要研究的结果归纳如下：1．采用常温铜盐活化，化学镀铜前理想的活化液组分和活化时间参数为：活化液由A液和B液组成。A液硫酸铜159／L和盐酸lOg／L，活化时间lOmin；B液硼氢化钠lOg

2、／L和氢氧化钠lOg／L，活化时间5min。2．化学镀铜正交实验和分析结果显示，各因素主次顺序为：硫酸镍浓度>pH值>柠檬酸钠浓度>次亚磷酸钠浓度>温度。理想的木材化学镀铜基础配方和操作条件为：硫酸铜lOg／L、硫酸镍：1．75～2．OOg／L、次亚磷酸钠40～459／L、柠檬酸钠25--"309／L、硼酸309／L、pH8．5、温度65"--'70℃和时间lO～15min。3．在保持其它组分和工艺条件不变情况下，分别测定硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、柠檬酸钠浓度、pH值和温度变化时对镀铜沉积速率的影响。随着硫酸镍浓度、次亚磷酸钠浓度、pH值和温度的升高，镀铜沉积速率

3、不断增加；随着柠檬酸钠浓度的增加镀铜沉积速率随之下降。4．溶液中添加40mg／L聚乙二醇可降低镀层表面张力，有利氢气析出，消除气体留痕，但沉积速率加快，导致镀层疏松，表面电阻率升高，导电性下降；添加5mg／L亚铁氰化钾使木材化学镀铜沉积速率由7．599／(m2·min)下降至49／(m2·min)左右，镀层由疏松、多孔变得均匀致密，外观由暗红色或棕黑色变成亮铜色。关键词：次亚磷酸钠；木材：化学镀铜；沉积速率；表面电阻率AStudyontheTechnologyofElectrolessCopperPlatingofWoodwithSodiumHypophosphit

4、easReductantAbStractIIlthisstudy，SodiumHypophosphiteasareducingagentinsteadofformaldehyde，nantokiteasactivatingsolutionoftheactivationprocesstoreplacethetraditionalactivationprocessofthepreciousmetalpalladium，theCu2+andNi2+asacatalystforelectrolesscopperplatingtimber．Afteragreatdealofe

5、xperimentalresearch，anoptimalactivationprocessofelectrolesscopperplatingandsodiumhypophosphiteasareducingagentinplaceofformaldehydewasadopted．Itwillbeagreatsignificanceforthechemicalcopperplatingfieldaswellasthedevelopmentofelectromagneticshielding，anti-static,surfacedecorationandother

6、newtypesoffunctionalwood-compositematerials．Researchresultsaresummedupasfollows：1．Itplacedapremiumontheelectrolesscopperplatingreactivityonwoodsurfacesuccessfully,usingtheroomtemperaturecopper-activatedmethod．Theproperactivationprocessparameterasfollows：thecoppersulfatehexhydrateconcen

7、tration159几Hydrochloricacidconcentration109／L，theSodiumborohydrideconcentration10g化theSodiumhydroxideconcentration109几theactivationtimeinsolution10rain，theactivationtimeinBsolution5min．2．Theelectrolesscopperplatingprocessusinghypophosphiteasreducingagentwasinvestigatedbyonhogonaltest